JP2745544B2 - Ｔｆｔ型液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 TFT駆動によるアクティブマトリクス型液晶表示装置
等のTFT基板の製造方法に関し、 低抵抗化のために行方向に平行な複数の下部電極パタ
ーン（データバスライン）が厚く形成された基板表面を
容易に平坦化し、その平坦な面に露呈する該下部電極パ
ターン（データバスライン）上に絶縁膜を介して交差す
る列方向に複数形成された上部電極パターン（データバ
スライン）の断線や双方の交差部の電気的短絡等を解消
すること、及びTFT基板にカラーフィルタを位置精度よ
く、かつ容易に形成することを目的とし、 二枚の対向する基板間に表示媒体層を設けてなる表示
装置の製造において、前記二枚の基板の内の少なくとも
一方の透光性基板上に下部電極パターンを形成する工程
と、該下部電極パターンを含む透光性基板上の全面に感
光性樹脂膜を塗着し、前記下部電極パターンをマスクに
して基板裏面側より感光性樹脂膜を露光せしめる工程
と、その下部電極パターン上の未露光樹脂膜を選択的に
除去する処理を施して下部電極パターンが形成された基
板上部の表面を平坦にする工程と、その平坦化された基
板の下部電極パターンの上に、当該下部電極パターンと
交差する列方向の複数の上部電極パターンを、上記樹脂
膜の一部を露呈するパターンを有する絶縁膜を介してマ
トリックス状に形成する工程とを行って、該上部電極パ
ターンの交差部での断線や下部電極パターンとの電気的
短絡を解消した構成とする。また前記感光性樹脂膜は染
色可能なものを用い、かつ平坦化された基板上に能動素
子及び上部電極パターンが形成された後、絶縁膜により
露呈された複数の樹脂膜部分を複数の染色材で塗り分け
て染色し、表示用カラーフィルタを構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は表示装置の製造方法、特にTFT（薄膜トラン
ジスタ）駆動によるアクティブマトリクス型液晶表示装
置等のTFT基板面の平坦化及びカラーフィルタの形成方
法に関するものである。

近年、情報処理端末やTVなどのパーソナル化によって
これらの表示装置に対するコンパクト化（薄型化）が要
求されている。それに伴って例えば平板型の液晶表示装
置等では高精細化、多色表示化、大画面化が進められて
いる。そこで特に液晶表示装置等において高精細化、カ
ラー表示化を図る場合、個々の液晶画素にTFT等の駆動
素子を組込んだアクティブマトリクス型式のものが有利
となる。

ところで上記アクティブマトリクス型式においてマト
リクス状に配置された各液晶画素にTFT等の駆動素子を
介して接続した行方向と列方向のスキャンバスライン及
びデータバスラインは、高精細化されても、応答速度や
表示の均一性といった点から低抵抗であることが重要で
あり、かつ必要とされる。またカラー表示を行う場合の
カラーフィルタの配設の容易化も要望されている。

〔従来の技術〕

従来、液晶表示装置は第３図に示すように、一方の基
板（TFT基板）側においてマトリクス状に配置された各
液晶画素領域１及びTFT等の駆動素子２に対し、その行
方向と列方向に表示駆動用のスキャンバスライン３とデ
ータバスライン４とを図示しない絶縁膜を介して配設し
ている。これらバスラインの幅は通常20〜30μｍ程度で
あるが、このように高精細化されると必然的に電気抵抗
が高くなる。特に最下部に配設されるスキャンバスライ
ン３は、その後の各種薄膜形成工程による物理的な影響
を考慮して耐熱性を有する比較的比抵抗の高い、Ti、或
いはMo等の材料を用いていることから、該バスライン３
の膜厚を厚くして低抵抗化を図っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記第３図のＡ−Ａ′切断線に沿った
断面図の第４図（ａ）で示されるように、例えば透明性
のガラス基板（TFT基板）11上に設ける最下層のスキャ
ンバスライン３を厚く形成すると、その上に形成した絶
縁膜12におけるスキャンバスライン３のエッジに対応す
る部分に亀裂が生じ易い。この亀裂は該絶縁膜12上にス
キャンバスライン３と交差するようにデータバスライン
４を形成した際に、双方のバスラインの交差部において
電気的短絡を生じる問題がある。

また第４図（ｂ）の断面図に示すように、データバス
ライン４におけるスキャンバスライン３のエッジに対応
する部分に亀裂が生じ易く、断線となる等、何れの場合
にも表示欠陥が生じる問題があった。

このため、前記スキャンバスライン３のエッジ部分を
テーパ形状にするか、或いはスキャンバスライン３が形
成されたガラス基板11上の全面に絶縁膜を形成した後、
該絶縁膜の選択的なエッチング（スキャンバスライン上
の絶縁膜を除去する）によりスキャンバスライン３が形
成されたガラス基板面を平坦にして、上記した欠陥を解
消することが考えられる。

しかし、前者の方法ではテーパ幅の制御が困難で再現
性に欠ける問題がある。また後者の方法は選択エッチン
グ時のマスク合わせ精度、該選択エッチングのエンドポ
イントの制御が厳しいことから実現が困難であった。

更に、このようなアクティブマトリクス型液晶表示装
置をカラー表示化する場合、従来はもっぱらカラーフィ
ルタを他方の基板（表示面側基板）に設けているが、TF
T基板に該カラーフィルタを設けた方法が位置ずれが少
なく有利である。但し、こうすると配設工程、構造が複
雑となる歩留まりが低下するという問題があった。

本発明は上記した従来の問題点に鑑み、低抵抗化のた
めに下部電極バスラインが厚く形成されたTFT基板表面
を容易に平坦にして、該下部電極バスライン上に絶縁膜
を介して交差するように形成した上部電極バスラインの
断線、下部電極バスラインとの短絡等を解消し、またこ
のTFT基板にカラーフィルタを位置精度よく、かつ容易
に形成することができる新規な表示装置の製造方法を提
供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記した目的を達成するため、二枚の対向す
る基板間に表示媒体層を設けてなる表示装置の製造にお
いて、前記二枚の基板の内の少なくとも一方の透光性基
板上に行方向に平行な複数の下部電極パターンを形成す
る工程と、該下部電極パターンを含む透光性基板上の全
面に感光性樹脂膜を塗着し、前記下部電極パターンをマ
スクにして基板裏面側より感光性樹脂膜を露光せしめる
工程と、その下部電極パターン上の未露光樹脂膜を選択
的に除去する処理を施して下部電極パターンが形成され
た基板上部の表面を平坦にする工程と、その平坦化され
た基板の下部電極パターンの上に、当該下部電極パター
ンと交差する列方向の複数の上部電極パターンを、上記
樹脂膜の一部を露呈するパターンを有する絶縁膜を介し
てマトリックス状に形成した構成とする。

また前記感光性樹脂膜は染色可能なものを用い、かつ
平坦化された基板上に能動素子及び上部電極パターンが
形成された後、絶縁膜により露呈された複数の樹脂膜部
分を複数の染色材で塗り分けて染色し、表示用カラーフ
ィルタを形成する。

〔作 用〕

本発明の表示装置の製造方法では、下部電極パターン
を基板表面に厚く形成しても、その基板表面に塗着され
た感光性樹脂膜を、下部電極パターンを遮光マスクとし
て背面露光・現像を行うことにより、下部電極パターン
が形成された基板表面が容易に平坦化され、該基板の下
部電極パターンの上に当該下部電極パターンと交差する
方向に上記樹脂膜の一部を露呈するパターンを有する絶
縁膜を介して形成した上部電極パターンの断線や下部電
極パターンとの短絡等が解消される。またこの平坦化さ
れ上部電極パターンが形成された後の前記絶縁膜により
硬化樹脂膜の一部が露呈された複数の樹脂膜部分を複数
の染色材で塗り分けて染色することにより、位置精度の
良い表示用カラーフィルタを簡便に形成することができ
る。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明
する。

第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明を液晶表示装置のTFT
基板の製造方法に適用した一実施例を工程順に示す要部
断面図である。

先ず第１図（ａ）に示すように透明なガラス基板21上
に、蒸着法、或いはスパッタリング法等により5000Åの
膜厚のチタン（Ti）膜を被着し、該Ti膜をフォトリソグ
ラフィ工程によりパターニングして下部電極パターン
（スキャンバスライン及びTFTのゲート電極）22を形成
する。

次に第１図（ｂ）に示すように前記下部電極パターン
22が形成されたガラス基板21上の全面に、例えばポリイ
ミドなどからなる感光性樹脂膜23をスピンコート法等に
より塗布する。この際、該樹脂膜23の厚さはその樹脂膜
23の硬化が終了した時点で前記下部電極パターン22の膜
厚と一致するように設定する。

次にかかるガラス基板21の裏面側より前記下部電極パ
ターン22を遮光マスクにして、該樹脂膜23を光硬化させ
る波長の光を矢印で示すように所定時間照射（露光）
し、該下部電極パターン22上以外の樹脂膜23を光硬化さ
せる。その後、この下部電極パターン22上の未硬化（未
露光）樹脂膜部分23aを現像処理により選択的に除去す
ることにより、第１図（ｃ）に示すように低抵抗化のた
めに厚い下部電極パターン22が形成されたガラス基板21
の表面を容易に平坦化することができる。

従って、このようなガラス基板21上に第２図（ａ）で
示されるように、下部電極パターン22の上部に、当該下
部電極パターン22と交差する方向に前記硬化樹脂膜31の
一部を露呈するパターンを有するsio₂膜等からなる絶縁
膜31を介して上部電極パターン（データバスライン）32
を形成すれば、従来の如き厚い下部電極パターン22のエ
ッジ部分で上層の絶縁膜31や上部電極パターン32に亀裂
や断線等が生ずる問題が解消される。

また、上記したTFT基板をカラー表示用とする場合に
は、第２図（ａ）の要部断面図に示すように、先ず上記
した工程によりガラス基板21上に下部電極パターン（ス
キャンバスラインより導出したゲート電極）22と硬化樹
脂膜23bとが形成される。次いで平坦化されたガラス基
板21の表面に下部電極パターン22の上に前記硬化樹脂膜
31の一部を露呈するパターンを有するsio₂膜等からなる
絶縁膜31を形成し、その絶縁膜31を介してその上に前記
下部電極パターン22と交差する方向にAl等からなる上部
電極パターン（データバスライン）32及びTFT素子33等
を形成した後、これら下部電極パターン22、上部電極パ
ターン32及びTFT素子33等により囲まれて露呈する液晶
画素領域となる各硬化樹脂膜23bを利用して、その上に
赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）からなる複数の染色材34
を例えば転写印刷塗布法等により選択的に塗り分けて加
熱拡散法等により染色することにより、第２図（ｂ）に
示すようにカラー表示用のフィルタ35を簡便に形成する
ことができる。

なお、液晶画素領域となる硬化樹脂膜23bを染色して
フィルタ35を形成する場合、液晶画素領域を囲む下部電
極パターン22と上部電極パターン32がマスクの役目をす
るため、複数の染色材34の塗り分けが容易となると共
に、所定位置に精度良く、簡単にカラー表示用のフィル
タ35が内蔵されたTFT基板を完成することが可能とな
る。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明に係る表示装
置の製造方法によれば、下部電極パターンが形成された
透光性基板の表面を感光性樹脂膜の塗設と露光現像によ
る簡単な工程により平坦化することが可能となり、この
基板表面の下部電極パターンの上に積層する絶縁膜や交
差する方向に設けた上部電極パターンの交差部に亀裂や
断線等が生じたり、また下部電極パターンと上部電極パ
ターン間が短絡するといった問題が解消する。

従って、本実施例で説明した液晶表示装置に限らず、
電極パターンを形成した基板表面を平坦化する必要のあ
る各種表示装置に適用して極めて有利である。

更にカラー表示用のフィルタを前記平坦化に用いた樹
脂膜を利用して所定位置に精度良く簡便に形成すること
ができる等、工程時間の短縮及び歩留り向上が実現で
き、実用上優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明を液晶表示装置のTFT基
板の製造方法に適用した実施例を工程順に示す要部断面
図、 第２図（ａ），（ｂ）は本発明をカラー液晶表示装置の
TFT基板の製造方法に適用した実施例を順に示す要部断
面図、 第３図は従来の液晶表示装置を説明するための要部平面
図、 第４図（ａ），（ｂ）は従来の液晶表示装置の問題点を
説明するための要部断面図である。 第１図（ａ）〜（ｃ）及び第２図（ａ），（ｂ）におい
て、 21はガラス基板、22は下部電極パターン、23は感光性樹
脂膜、23aは未露光樹脂膜部分、23bは硬化樹脂膜、31は
絶縁膜、32は上部電極パターン、33はTFT素子、34は染
色材、35はフィルタをそれぞれ示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二枚の対向する基板間に表示媒体層を設け
   てなる表示装置の製造において、 上記二枚の基板の内の少なくとも一方の透光性基板上に
   行方向に平行な複数の下部電極パターンを形成する工程
   と、 該下部電極パターンを含む透光性基板上の全面に感光性
   樹脂膜を塗着し、前記下部電極パターンをマスクにして
   基板裏面側より前記感光性樹脂膜を露光せしめる工程
   と、 前記下部電極パターン上の未露光樹脂膜を選択的に除去
   する処理を施して下部電極パターンが形成された基板上
   部の表面を平坦にする工程と、 前記平坦化された基板の下部電極パターンの上に、当該
   下部電極パターンと交差する列方向の複数の上部電極パ
   ターンを、上記樹脂膜の一部を露呈するパターンを有す
   る絶縁膜を介してマトリックス状に形成する工程とを含
   むことを特徴とするTFT型液晶表示装置の製造方法。
2. 【請求項２】請求項（１）記載の絶縁膜により露呈され
   た複数の樹脂膜部分を複数の染色材で塗り分けて染色
   し、表示用カラーフィルタを形成する工程を含むことを
   特徴とするTFT型液晶表示装置の製造方法。